3.4.2 分子晶体 混合型晶体-【步步高】2023-2024学年高二化学选择性必修2 （苏教版2019，闽苏桂蒙陕冀）

第2课时　分子晶体　混合型晶体 [核心素养发展目标]　1.能辨识常见的分子晶体，理解分子晶体中构成微粒之间的作用。 2.理解分子晶体的结构特征，并能利用均摊法对晶胞进行计算。3.了解石墨晶体的结构，会比较不同类型晶体的熔、沸点。 一、分子晶体 1．概念及微粒间的作用 (1)概念：分子通过分子间作用力构成的固态物质。 (2)微粒间的作用：分子晶体中相邻分子之间以分子间作用力相互吸引。 2．分子晶体的物理特性 分子晶体是微粒间以范德华力或范德华力和氢键而形成的晶体，因此，分子晶体的熔、沸点较低，硬度较小，较易熔化和挥发。 3．典型的分子晶体 (1)所有非金属氢化物，如水、硫化氢、氨、甲烷等。 (2)多数非金属单质，如卤素单质(X2)、O2、S8、N2、白磷(P4)、C60等。 (3)部分非金属氧化物，如CO2、SO2、SO3、P4O6、P4O10等。 (4)几乎所有的酸，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等。 (5)大多数有机化合物，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。 (1)组成分子晶体的微粒是分子，在分子晶体中一定存在共价键和分子间的作用力(　　) (2)分子晶体熔化时一定破坏范德华力，有些分子晶体还会破坏氢键(　　) (3)分子晶体熔化或溶于水均不导电(　　) (4)分子晶体的熔、沸点越高，分子晶体中共价键的键能越大(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)× 1．冰和干冰均为分子晶体，其结构如下： (1)冰和干冰晶体的构成微粒及微粒间的作用力分别是什么？ 提示　冰：H2O分子，范德华力和氢键；干冰：CO2分子，范德华力。 (2)干冰晶体是面心立方结构，则每个晶胞中有________个CO2分子。干冰晶体是分子密堆积，每个CO2分子周围离该分子最近且距离相等的CO2分子有________个。 提示　4　12 2．分子晶体在熔化时，破坏的作用力是什么？ 提示　分子晶体熔化时一定破坏范德华力，有些分子晶体还会破坏氢键。 3．分子晶体溶于水时，化学键如何变化？ 提示　有的溶于水破坏化学键，例如HCl；有的不破坏化学键，例如蔗糖、乙醇。 两种典型的分子晶体 干冰 冰 晶胞或结构模型 微粒间作用力 范德华力 范德华力和氢键 晶胞微粒数 4 － 配位数 12 4 1．下列各组物质各自形成晶体，均属于分子晶体的化合物是(　　) A．NH3、HD、C10H18 B．PCl3、CO2、H2SO4 C．SO2、C60、P2O5 D．CCl4、Na2S、H2O2 答案　B 解析　分子晶体的构成微粒为分子，分子内部以共价键结合。HD属于分子晶体，但为单质，故A错误；PCl3、CO2、H2SO4均属于分子晶体，且均为化合物，故B正确；C60属于分子晶体，但为单质，故C错误；Na2S中含有离子键，不属于分子晶体，故D错误。 2．下列分子晶体的熔、沸点由高到低的顺序是(　　) ①HCl　②HBr　③HI　④CO　⑤N2　⑥H2 A．①②③④⑤⑥ B．③②①⑤④⑥ C．③②①④⑤⑥ D．⑥⑤④③②① 答案　C 解析　相对分子质量越大，分子间的范德华力越大，分子晶体的熔、沸点越高，相对分子质量接近的分子，键的极性越强，熔、沸点越高。 3．(2022·广东肇庆四会中学高二联考)如图为干冰的晶体结构示意图。 (1)将CO2分子视作质点，设晶胞边长为a pm，则紧邻的两个CO2分子的距离为________pm。 (2)在冰晶体中，水分子之间的主要作用力是________，还有________，由于该主要作用力与共价键一样具有________性，故1个水分子周围只有______个紧邻的水分子，这些水分子位于________的顶点。这种排列方式使冰晶体中水分子的空间利用率________(填“较高”或“较低”)，故冰的密度比水的密度要________(填“大”或“小”)。 答案　(1)a　(2)氢键　范德华力　方向　4　四面体　较低　小 解析　(1)根据CO2晶胞边长为a pm，紧邻的两个CO2分子的距离为面对角线的一半，即为 pm＝a pm。(2)由于O的电负性较强，水形成冰晶体是通过氢键作用的，水分子间还有范德华力，氢键和共价键一样都具有方向性和饱和性，每个水分子可与周围4个水分子以氢键结合，这些水分子位于四面体的顶点，采取非紧密堆积的方式，空间利用率小，密度小。 1．分子晶体的判断方法 (1)依据物质的类别判断 多数非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、大多数有机物都是分子晶体。 (2)依据组成晶体的微粒及微粒间作用力判断 组成分子晶体的微粒是分子，微粒间的作用力是分子间作用力。 (3)依据物质的性质判断 分子晶体的硬度小，熔、沸点低，在熔融状态或固态时均不导电。 2．分子晶体熔、沸点高低的判断 (1)组成和结构相似，不含氢键的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越强，熔、沸点越高，如I2＞Br2＞Cl2＞F2，HI＞HBr＞HCl。 (2)组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，分子的极性越大，熔、沸点越高，如CH3OH＞CH3CH3。 (3)含有分子间氢键的分子晶体的熔、沸点反常升高，如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。 (4)对于有机物中的同分异构体，支链越多，熔、沸点越低，如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3＞＞。 (5)烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随分子中碳原子数的增加，熔、沸点升高，如C2H6＞CH4，C2H5Cl＞CH3Cl，CH3COOH＞HCOOH。 二、混合型晶体——石墨晶体 1．结构模型 2．结构特点——二维网状结构 (1)在石墨的二维结构平面内，每个碳原子以C—C键与3个碳原子结合，形成六元环层。 (2)石墨具有导电性，但具有一定的方向性。 (3)层与层之间以分子间作用力相结合。 3．晶体类型 石墨晶体层内每个碳原子以共价键与周围的三个碳原子结合，层间为分子间作用力，属于混合型晶体。 4．性质：熔点很高、质软、易导电等。 5．除石墨外，CaI2、CdI2、MgI2等晶体也属于混合型晶体。 1．石墨晶体中，层内C—C键的键长为142 pm，而金刚石中C—C键的键长为154 pm，回答下列问题。 (1)熔点：石墨________(填“＞”“＜”或“＝”)金刚石。 答案　＞ (2)石墨中C—C键的键长小于金刚石中C—C键的键长的原因：_________________________ ______________________________________________________________________________。 答案　金刚石中只存在C—C键间的σ键，而石墨中层内的C—C键间不仅存在σ键，还存在大π键，电子层重叠程度大，所以石墨中C—C键的键长短 2．石墨晶体的二维平面结构如图所示，每个C原子参与______个C—C键和______个六元环的形成，而每个键被______个C原子共用，故每一个六元环平均占有______个C原子，C原子数与C—C键个数之比为________。 答案　3　3　2　2　2∶3 1．2018年3月5日，《Nature》连刊两文报道了21岁的中国留美博士曹原等研究人员制得了具有超导特性的双层石墨烯新材料。以下对石墨烯的推测不正确的是(　　) A．石墨烯性质稳定，不能在氧气中燃烧 B．石墨烯与石墨都具有导电性 C．石墨烯与金刚石互为同素异形体 D．石墨烯与石墨都具有较高的熔点 答案　A 解析　石墨烯是只由碳原子构成的单质，能在氧气中燃烧，A项错误；石墨烯具有超导特性，可以导电，石墨中含有自由电子，所以石墨也可以导电，B项正确；石墨烯是碳元素形成的单质，所以石墨烯与金刚石互为同素异形体，C项正确。 2．(2023·黑龙江绥化一中高二检测)下列有关石墨晶体的说法正确的是(　　) ①石墨层内作用力为共价键，层间为分子间作用力 ②石墨是混合型晶体　③石墨中的C为sp2杂化　④石墨的熔、沸点都比金刚石的低　⑤石墨中碳原子个数和C—C键个数之比为1∶3　⑥石墨和金刚石的硬度相同　⑦石墨的导电性只能沿石墨平面的方向 A．全部 B．①②③⑦ C．仅②③⑦ D．①②⑤⑦ 答案　B 解析　石墨中的共价键键长比金刚石中共价键键长短，破坏化学键需要的能量更多，所以石墨的熔点比金刚石的高，④错误；石墨中，一个碳原子上连有3个单键，每个单键被2个碳原子共用，故石墨中碳原子个数和C—C键个数之比为2∶3，⑤错误；石墨质软，金刚石的硬度大，⑥错误。 三、晶体的共性与个性 1．晶体的共性 (1)晶体物质各个部分的宏观性质总是相同的，例如具有相同的密度、相同的化学组成等。 (2)晶体总能自发地形成多面体外形。 (3)晶体都具有确定的熔点。 2．晶体的个性 晶体 分子晶体 离子晶体 金属晶体 共价晶体 构成微粒 分子 阴、阳离子 金属离子、自由电子 原子 微粒间作用力 范德华力(少数有氢键) 离子键 金属键 共价键 性 质 熔、沸点 较低 较高 一般较高 很高 硬度 小 略硬而脆 一般较大 很大 溶解性 相似相溶 多数溶于水 不溶，有些与水反应 不溶 机械加工性能 不良 不良 良好 不良 导电性 固态、液态均不导电，部分溶于水时导电 固态时不导电，熔融时导电，能溶于水的溶于水时导电 固态、熔融态时导电 一般不导电 作用力 大小规律 组成和结构相似的分子，相对分子质量大的范德华力大 离子所带电荷数多、半径小的离子键强 金属原子的外围电子数多、半径小的金属离子与自由电子间的作用力强 共价键键长短、原子半径小的共价键稳定 3.晶体类型的判断方法 (1)依据组成晶体的微观粒子和粒子间的相互作用判断 分子间通过分子间作用力形成的晶体属于分子晶体；由原子通过共价键形成的晶体属于共价晶体；由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体；由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体属于金属晶体。 (2)依据物质的分类判断 ①活泼金属的氧化物(如Na2O、MgO等)、强碱[如KOH、Ba(OH)2等]和绝大多数的盐类是离子晶体。 ②多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅等外)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。 ③常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硼、晶体硅等；常见的共价晶体化合物有碳化硅、SiO2等。 ④常温下金属单质(除汞外)与合金均属于金属晶体。 (3)依据晶体的熔点判断 离子晶体的熔点较高，常在数百至几千摄氏度；共价晶体的熔点很高，常在一千至几千摄氏度；分子晶体的熔点较低，常在数百摄氏度以下或很低温度；金属晶体多数熔点高，但也有熔点相当低的。 (4)依据导电性判断 离子晶体在水溶液中和熔融状态下都导电；共价晶体一般为非导体，但晶体硅能导电；分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子，也能导电；金属晶体是电的良导体。 (5)依据硬度和机械性能判断 离子晶体硬度较大或略硬而脆；共价晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆；金属晶体多数硬度大，但也有硬度较小的，且具有延展性。 1．下列关于晶体的叙述正确的是(　　) A．共价晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高 B．分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高 C．存在自由电子的晶体一定是金属晶体，存在阳离子的晶体一定是离子晶体 D．离子晶体中可能存在共价键，分子晶体中可能存在离子键 答案　A 解析　共价晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高，A正确；分子晶体中，分子间作用力越大，熔、沸点越高，分子间作用力影响物质的熔、沸点，共价键影响物质的热稳定性，B错误；存在自由电子的晶体不一定是金属晶体，如石墨中也含有自由电子，它是一种混合型晶体，存在阳离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中存在阳离子和自由电子，C错误；离子晶体中可能存在共价键，如NaOH属于离子晶体，其中含有H—O共价键，分子晶体中一定不存在离子键，D错误。 2．(2023·四川内江六中高二质检)下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是(　　) A．金刚石>晶体硅>金刚砂 B．CI4>CBr4>CCl4>CH4 C．MgO>H2O>O2>Br2 D．金刚石>生铁>纯铁>钠 答案　B 解析　金刚石、晶体硅、金刚砂都是共价晶体，原子半径越小，键能越大，熔、沸点越高，故熔、沸点：金刚石>金刚砂>晶体硅，A错误；MgO是离子晶体，熔、沸点最高，H2O、Br2、O2都是分子晶体，H2O 分子间能形成氢键，熔、沸点较高，Br2的相对分子质量大于O2，所以熔、沸点：MgO>H2O>Br2>O2，C错误；金刚石是共价晶体，熔、沸点最高，生铁、纯铁、钠都是金属晶体，合金的熔、沸点低于其成分金属，所以熔、沸点：金刚石>纯铁>生铁>钠，D错误。 3．(2022·浙江绍兴高二期末)下表给出几种物质的熔点，对此有下列一些说法：①CaCl2属于离子晶体　②SiCl4是分子晶体　③一个SiO2分子由1个Si原子和2个O原子构成　④MgCl2在熔化状态不能导电。上述说法中正确的有(　　) 物质 SiO2 MgCl2 CaCl2 SiCl4 熔点/℃ 1 723 712 782 －68 A.①② B．①③ C．②④ D．①②③ 答案　A 解析　氯化钙的熔点较高，属于离子晶体，①正确；四氯化硅熔点很低，属于分子晶体，②正确；SiO2不是分子晶体，③错误；氯化镁是离子晶体，熔化时能导电，④错误。 比较不同晶体熔、沸点的基本思路 首先看物质的状态，一般情况下是固体>液体>气体；再看物质所属类型，一般是共价晶体>离子晶体>分子晶体(注意：不是绝对的，如氧化铝的熔点大于晶体硅)，结构类型相同时再根据相应规律进行判断。 同类晶体熔、沸点比较思路：共价晶体→共价键键能→键长→原子半径；分子晶体→分子间作用力→相对分子质量；离子晶体→离子键强弱→离子所带电荷数、离子半径；金属晶体→金属键强弱→金属阳离子所带电荷数、金属阳离子半径。 题组一　分子晶体性质及常见结构 1．下列有关分子晶体的叙述正确的是(　　) A．分子内均存在共价键 B．非金属氧化物呈固态时，一定属于分子晶体 C．分子晶体中一定存在氢键 D．分子晶体熔化时一定破坏了范德华力 答案　D 解析　稀有气体分子内无化学键，A项错误；非金属氧化物中的SiO2为共价晶体，B项错误；分子晶体中不一定存在氢键，如CO2晶体，C项错误；分子晶体中分子间一定存在范德华力，可能存在氢键，所以分子晶体熔化时一定破坏了范德华力，D项正确。 2．下列性质符合分子晶体的是(　　) A．熔点是1 070 ℃，易溶于水，水溶液能导电 B．熔点是10.31 ℃，液态不导电，水溶液能导电 C．不能溶于水，熔点是1 723 ℃，沸点是2 230 ℃ D．熔点是97.81 ℃，质软、导电，密度是0.97 g·cm－3 答案　B 3．(2023·山东潍坊二中高二检测)下列说法正确的有(　　) ①分子晶体的构成微粒是分子，都具有分子密堆积的特征 ②冰融化时，分子中H—O键发生断裂 ③分子晶体在干燥或熔融时，均能导电 ④分子晶体中，分子间作用力越大，通常熔点越高 ⑤分子晶体的熔、沸点一般比较低 ⑥分子晶体中，分子间以分子间作用力相结合，分子间作用力越大，分子越稳定 A．2项 B．3项 C．4项 D．5项 答案　A 解析　分子晶体的构成微粒是分子，但只含有分子间作用力的分子晶体具有分子密堆积的特征，含有氢键的分子晶体不是密堆积，故①错误；冰融化属于物理变化，水分子中H—O键没有断裂，故②错误；分子晶体在干燥或熔融时，均不能导电，故③错误；分子的稳定性与分子间作用力无关，稳定性属于化学性质，分子间作用力影响物理性质，故⑥错误。 4.冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似，其晶胞结构如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A．冰晶胞内水分子间以共价键结合 B．每个冰晶胞平均含有4个水分子 C．水分子间的氢键具有方向性和饱和性，也是σ键的一种 D．冰变成水，氢键部分被破坏 答案　D 解析　冰晶胞内水分子间以氢键结合，氢键不是化学键，故A、C错误；由冰晶胞的结构可知，每个冰晶胞平均含有4＋8×＋6×＝8个水分子，故B错误；冰变成液态水时只是破坏了一部分氢键，液态水中仍存在氢键，故D正确。 5.(2023·四川乐山高二月考)富勒烯(C60)具有许多优异性能，如超导、强磁性、耐高压、抗化学腐蚀等。C60的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是(　　) A．晶胞中C60分子沿体对角线紧密排列 B．晶体中每个C60分子等距且最近的C60分子有12个 C．该晶体熔、沸点高，硬度大 D．每个C60晶胞中含有14个C60分子 答案　B 解析　该晶胞为面心立方最密堆积，晶胞中C60分子沿面对角线紧密排列，A错误；该晶体为分子晶体，熔、沸点较低，硬度小，C错误；每个C60晶胞中含有8×＋6×＝4个C60分子，D错误。 6．正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构白色晶体，层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图)。下列有关说法正确的是(　　) A．正硼酸晶体属于共价晶体 B．H3BO3分子的稳定性与氢键有关 C．分子中硼原子最外层为8电子稳定结构 D．含1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键 答案　D 解析　A项，正硼酸属于分子晶体；B项，H3BO3分子的稳定性与分子内部的共价键有关，与分子间的氢键无关；C项，分子中的硼原子最外层不符合8电子稳定结构。 题组二　混合型晶体 7．中科院的科学家已研制出一种高性能超级电容器电极材料——氮掺杂有序介孔石墨烯。该材料可用作电动车的“超强电池”：充电只需7秒钟，即可续航35公里。下列有关石墨晶体的说法不正确的是(　　) A．石墨晶体内既有共价键又有分子间作用力 B．石墨晶体熔、沸点很高，硬度很大 C．石墨晶体内每个六边形平均含完整碳原子2个 D．石墨晶体中，每个C原子连接3个六元环 答案　B 解析　石墨晶体是混合型晶体，在层内存在共价键，在层间有分子间作用力，A项正确；由于石墨晶体的层内原子之间以共价键结合，所以石墨的熔、沸点很高，但是由于层与层之间以微弱的分子间作用力结合，所以其硬度很小，B项错误；石墨晶体内每个碳原子连接3个六元环，所以每个六边形平均含完整碳原子数是6×＝2，C、D项正确。 8．碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．在石墨烯晶体中，每个正六元环拥有的共价键和碳原子数之比为3∶2 B．石墨烯中含碳碳双键 C．金刚石晶体中，碳原子的配位数为4 D．金刚石晶体中最小的碳环上有6个碳原子 答案　B 解析　在石墨烯晶体中，最小的环为六元环，每个碳原子连接3个C—C键，每个六元环占有的碳原子数为6×＝2，每个六元环拥有的共价键和碳原子数之比为3∶2，A正确；石墨烯晶体中，单层上的碳原子除形成单键外，还形成大π键，不存在碳碳双键，B错误；金刚石晶体中，每个碳原子形成4个σ键，碳原子配位数为4，C正确；由金刚石晶体结构模型可知，最小的碳环为6元环，D正确。 题组三　晶体类型的比较 9．下列晶体的分类正确的一组是(　　) 选项 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体 A CaC2 石墨 Ar Hg B 玻璃 金刚石 CH3CH2OH Ag C CH3COONa SiC Mg D Ba(OH)2 Si C60 NaH 答案　C 解析　石墨属于混合型晶体，故A不符合题意；玻璃是混合物，不是纯净物，不属于离子晶体，故B不符合题意；NaH是钠离子和氢负离子形成的离子晶体，不属于金属晶体，故D不符合题意。 10．下列数据是对应物质的熔点(℃)： BCl3 Al2O3 Na2O NaCl AlF3 AlCl3 干冰 SiO2 －170 2 073 920 801 1 291 190 －51 1 723 据此做出的下列判断错误的是(　　) A．铝的化合物的晶体中有的不是分子晶体 B．表中只有BCl3和干冰是分子晶体 C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体 D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体 答案　B 解析　由表中数据分析，氧化铝和氟化铝的熔点很高，两者不是分子晶体，故A正确；表中氯化铝、氯化硼和干冰的熔点都较低，是分子晶体，故B错误；碳和硅同主族，但氧化物的晶体类型不同，分别属于分子晶体和共价晶体，故C正确；钠和铝不同族，但对应的氧化物都为离子晶体，说明不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体，故D正确。 11．(2023·烟台高二期末)氯化三乙基锡常温下为无色液体，熔点15.5 ℃，沸点206 ℃，其合成原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．四乙基锡的一氯代物有3种 B．固态氯化三乙基锡为分子晶体 C．上述反应中，反应前后分子内σ键总数不同 D．氯化三乙基锡和四乙基锡的熔、沸点不同，是因其晶体类型不同 答案　B 解析　四乙基锡中有2种氢，则其一氯代物有2种，A错误；氯化三乙基锡常温下为无色液体，熔点15.5 ℃，沸点206 ℃，其熔、沸点较低，则固态氯化三乙基锡为分子晶体，B正确；单键均为σ键，反应中四乙基锡中乙基被氯取代，反应前后分子内σ键总数相同，C错误；氯化三乙基锡和四乙基锡均为分子晶体，熔、沸点不同，是因其相对分子质量不同，D错误。 12．(2023·银川二中高二期中)下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确并且存在因果关系的是(　　) 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 某晶体熔点低，硬度小，不导电 该晶体是离子晶体 B Si、P、S的第一电离能依次增大 Si、P、S的最外层电子数依次增多 C 金刚石、硅、锗的熔点、硬度依次降低 C、Si、Ge的非金属性依次减弱，金属性依次增强 D 在H2S晶体中，每个H2S分子周围紧邻的分子有12个；在冰晶体中，每个H2O分子周围紧邻的分子有4个 H2S晶体中，分子间只存在范德华力；冰晶体中，分子间存在氢键，氢键具有方向性 答案　D 解析　根据某晶体熔点低，硬度小，不导电，推出该晶体是分子晶体，陈述Ⅱ不成立，A不符合题意；P的3p轨道处于半满较稳定状态，P的第一电离能大于S，陈述Ⅰ错误，B不符合题意；陈述Ⅰ与陈述Ⅱ正确，熔点、硬度与晶体类型和作用力相关，与金属性、非金属性无关，二者没有因果关系，C不符合题意。 13．X是核外电子数最少的元素，Y是地壳中含量最丰富的元素，Z在地壳中的含量仅次于Y，W可以形成自然界中硬度最大的共价晶体。下列叙述错误的是(　　) A．X2Y晶体的熔点高于WX4晶体的熔点 B．固态X2Y2是分子晶体 C．ZW是共价晶体，其硬度比Z晶体的大 D．Z、W是同一主族的元素，Z、W与元素Y形成的晶体都是共价晶体 答案　D 解析　氢原子的核外只有一个电子，X为H元素；地壳中含量前两位的元素是氧、硅，故Y和Z分别为O元素和Si元素，金刚石是自然界中硬度最大的物质，W为C元素。X2Y晶体是冰，含氢键，熔点高于CH4，A正确；固态H2O2的构成微粒为分子，属于分子晶体，B正确；SiC的结构与金刚石相似，为共价晶体，碳的原子半径小于硅，SiC的硬度比晶体硅的大，C正确；CO2、CO是分子晶体，D错误。 14．下列关于微粒间作用力与晶体的说法不正确的是(　　) A．某物质呈固体时不导电，熔融状态下能导电，则该物质一定是离子晶体 B．H2O和CCl4的晶体类型相同，且每个原子的最外层都达到8电子稳定结构 C．F2、Cl2、Br2、I2的沸点逐渐升高，是因为分子间作用力逐渐增大 D．干冰溶于水中，既有分子间作用力的破坏，也有共价键的断裂 答案　B 解析　离子化合物固态时不导电，熔融状态下能导电，故A正确；水中的氢原子达到2电子稳定结构，故B不正确；结构相似且不含氢键的分子晶体相对分子质量越大，分子间作用力越大，晶体的沸点越高，故C正确；干冰变为CO2气体破坏了分子间作用力，二氧化碳与水反应生成碳酸，共价键发生了断裂，故D正确。 15．观察C60分子结构和晶胞示意图，回答下列问题： (1)一个C60分子中含有σ键的个数为________。与每个C60分子距离最近且相等的C60分子有____个，其距离为____________ cm(列出计算式即可)。 (2)C60晶体中，C60和C60之间的作用力属于__________(填“离子键”“共价键”或“分子间作用力”)。 答案　(1)90　12　×1.42×10－7　(2)分子间作用力 解析　(1)根据C60分子结构可知，每个碳原子形成3个σ键，每个σ键被2个碳原子共用，因此，一个C60分子中σ键数目为60×1.5＝90。由C60晶胞示意图可知，与每个C60分子距离最近且相等的C60分子有12个，其距离为晶胞面对角线的一半。(2)C60晶体中，C60和C60之间的作用力属于分子间作用力。 16．(1)苯胺)的晶体类型是______。苯胺与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃)，原因是______________________________________________________________。 (2)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于______________晶体。 (3)如图为干冰的晶胞结构示意图，晶胞边长为a pm。其密度ρ为__________g·cm－3(1 pm＝10－10 cm，NA为阿伏加德罗常数的值)。 答案　(1)分子晶体　苯胺分子之间存在氢键 (2)分子　(3) 解析　(1)大多数有机物都是分子晶体，除了一部分有机酸盐和有机碱盐是离子晶体。苯胺中存在电负性较强的N，可以形成氢键，因此苯胺比甲苯的熔、沸点高。 学科网（北京）股份有限公司 $$